CN104485724A - 待充电设备的充电方法、装置、待充电设备及充电*** - Google Patents
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Abstract
一种待充电设备的充电方法、装置、待充电设备及充电***,所述充电方法包括:当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值;根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压。采用所述方法、装置、待充电设备及充电***,可以有效地减少充电电路在充电过程中的功率损耗。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域,尤其涉及一种待充电设备的充电方法、装置、待充电设备及充电***。
背景技术
现有的国标充电器中,充电器的输出电压为5V,输出电流则根据充电器的标称值不同而不同,一般为300mA~1800mA之间。
现有的USB国标充电器一般包括四个端口:VBUS端口、DP端口、DM端口以及GND端口,其中,VBUS端口为充电器的输出端口,DP端口和DM端口为USB接口的两个信号端口。在通过充电器对待充电设备,例如手机等移动终端进行充电时,待充电设备通过检测充电器的DM和DP端口是否短路来判断当前充电器是否为国标充电器。在确定当前充电器为国标充电器时,充电器以固定的输出电压为待充电设备进行充电。
然而,在采用上述方法为待充电设备进行充电时,充电器以固定的输出电压为待充电设备进行充电,存在充电器输出功率损耗较高的问题。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何减少充电电路在充电过程中的功率损耗。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种待充电设备的充电方法,包括:
当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值;
根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;
向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
可选的,所述充电器发送的信号为第一PWM波,所述第一PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应;
所述获取所述充电器当前额定输出电流值,包括:获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与占空比的对应关系,获取所述充电器的当前额定输出电流值。
可选的,所述根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,包括:将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述充电器的当前额定输出电流值。
可选的,所述待充电设备包括以下至少一种:移动终端、充电宝。
可选的,所述向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压,包括:
向所述充电器发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应,使得所述充电器根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取所述待充电设备的电池当前电压值,并根据所述电池当前电压值调整输出电压。
为解决上述问题,本发明实施例提供了一种充电装置,包括:
获取单元,用于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值;
调整单元,用于根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值;
充电单元,用于采用所述调整单元调整后的充电电流值进行充电;
发送单元,用于向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
可选的,所述获取单元用于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的第一PWM波信号时,获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与占空比的对应关系,获取所述充电器的当前额定输出电流值。
可选的,所述调整单元用于将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
可选的,所述发送单元用于向所述充电器发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应,使得所述充电器根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取所述电池当前电压值,并根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
可选的,所述待充电设备包括以下至少一种:移动终端、充电宝。
本发明实施例还提供了一种待充电设备,包括:PWM检测电路、控制器、充电电路、电池以及PWM控制电路,其中:
所述PWM检测电路,适于接收充电器发送的第一PWM波,并获取所述第一PWM波的占空比;
所述控制器,适于根据所述第一PWM波的占空比,获取与所述占空比对应的所述充电器的当前额定输出电流值,并根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并向所述充电电路发送控制指令;
所述充电电路,适于根据所述控制指令,产生与调整后的充电电流值对应的电流并输入至所述电池;
所述PWM控制电路,适于获取电池当前电压值,根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,将所述电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波,并发送至所述充电器。
可选的,所述PWM检测电路包括:采样电路,适于对所述第一PWM波进行采样,以获取所述第一PWM波的占空比。
可选的,所述采样电路包括ADC电路。
可选的,所述PWM检测电路包括:第一低通滤波器;与所述第一低通滤波器耦接的ADC电路或高频时钟电路。
可选的,所述第一低通滤波器包括以下任意一种:一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。
可选的,所述待充电设备还包括:第二低通滤波器,适于对电池当前电压信号进行低通滤波处理,并将经过滤波的电池电压信号发送至所述PWM控制电路。
可选的,所述待充电设备还包括:缩放电路,设置在所述第二低通滤波器与所述PWM控制电路之间,适于对所述电池当前电压值进行缩小或放大。
本发明实施例还提供了一种充电***,包括:充电器以及待充电设备,其中:
所述待充电设备,适于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值,根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;以及,向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器输出与所述电池当前电压值信号对应的电压;
所述充电器,适于当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时,获取所述待充电设备的电池当前电压值,根据所述电池当前电压值,调整充电器的输出电压;以及,向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。
本发明实施例还提供了另一种待充电设备的充电方法,包括:
当接收到表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述当前额定输出电流值;
根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;
发送表示电池当前电压值的信号。
可选的,所述表示当前额定输出电流值的信号为第一PWM波,所述PWM波的占空比与所述当前额定输出电流值对应;所述获取所述当前额定输出电流值,包括:获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取所述当前额定输出电流值。
可选的,所述根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,包括:将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
可选的,所述发送表示电池当前电压值的信号,包括:发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应。
本发明实施例还提供了另一种待充电装置,包括:
获取单元,用于当接收到表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述当前额定输出电流值;
调整单元,用于根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值;
充电单元,用于采用所述调整单元调整后的充电电流值进行充电;
发送单元,用于发送表示电池当前电压值的信号。
可选的,所述获取单元用于当接收到表示当前额定输出电流值的第一PWM波信号时,获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取所述当前额定输出电流值。
可选的,所述调整单元用于将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
可选的,所述发送单元用于发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应。
本发明实施例还提供了另一种待充电设备,包括:PWM检测电路、控制器、充电电路、电池以及PWM控制电路,其中:
所述PWM检测电路,适于接收第一PWM波,并获取所述第一PWM波的占空比,所述第一PWM波的占空比与所述当前额定输出电流值对应;
所述控制器,适于根据所述第一PWM波的占空比,获取与所述占空比对应的所述当前额定输出电流值,并根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并向所述充电电路发送控制指令;
所述充电电路,适于根据所述控制指令,产生与调整后的充电电流值对应的电流并输入至所述电池;
所述PWM控制电路,适于根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,将所述待充电设备的电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波并发送。
可选的,所述PWM检测电路包括:采样电路,适于对所述第一PWM波进行采样,以获取所述第一PWM波的占空比。
可选的,所述采样电路包括ADC电路。
可选的,所述PWM检测电路包括:第一低通滤波器;与所述第一低通滤波器耦接的ADC电路或高频时钟电路。
可选的,所述第一低通滤波器包括以下任意一种:一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。
可选的,所述PWM控制电路包括:比较器;与所述比较器耦接的锯齿波发生器。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
待充电设备通过获取充电器的当前额定输出电流值,对充电电流进行调整,而不是仅以固定的预设充电电流值进行充电,在充电器的当前额定输出电流值对应的充电电流值大于待充电设备的固定的充电电流时,调整待充电设备的充电电流,使得调整后的充电电流值大于固定的预设充电电流值,可以充分利用充电器的额定输出电流值,从而实现快速充电。
通过待充电设备向充电器发送表示电池当前电压的信号,对充电器的输出电压进行调整,使得充电器输出更高的电压,从而可以降低充电器内部以及电力传输路径上的等效电阻所消耗的功率,减少功率的损耗,提高充电电流,实现更加快速的充电。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种待充电设备充电方法的流程图;
图2是本发明实施例中的一种待充电装置的结构示意图;
图3是本发明实施例中的一种待充电设备的结构示意图;
图4是本发明实施例中的一种PWM检测电路的结构示意图;
图5是本发明实施例中的一种PWM控制电路的结构示意图;
图6是本发明实施例中的另一种待充电设备充电方法的流程图;
图7是本发明实施例中的一种充电***的结构示意图。
具体实施方式
在现有技术中,在采用USB充电器为待充电设备进行充电时,待充电设备按照预设的固定的充电电流充电。然而,在实际应用中,若充电器端的额定输出电流值较大,例如额定输出电流值为1800mA,而待充电设备的预设充电电流值为600mA,即充电器的额定输出电流值大于待充电设备默认的充电电流值,这时,充电设备仍以默认的充电电流值进行充电,无法充分利用充电器的额定输出电流能力,充电效率较低。
在本发明实施例中,待充电设备通过获取充电器的当前额定输出电流值,对充电电流进行调整,而不是仅以固定的预设充电电流值进行充电,在充电器的当前额定输出电流值对应的充电电流值大于待充电设备的固定的充电电流时,调整待充电设备的充电电流,使得调整后的充电电流值大于固定的预设充电电流值,可以充分利用充电器的额定输出电流值,从而实现快速充电。
为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种充电方法,参照图1,以下通过具体步骤进行详细说明。
步骤S101,当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值。
在具体实施中,待充电设备可以为任何包含有能够存储电能的装置的设备,存储电能的装置可以是电池,充电器可以为任意包括USB接口的充电器。例如,待充电设备可以为手机终端、平板电脑等,也可以是充电宝、移动电源等可以存储电能的设备,还可以为其他设备,只要包含能够存储电能的装置即可,此处不做赘述。
在具体实施中,充电器在向待充电设备输出电流时,输出的电流值可以为充电器的额定输出电流值。充电器在向待充电设备输出电流的同时,可以向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号,使得待充电设备在接收到该信号后,可以获取充电器的当前额定输出电流值。充电器向待充电设备发送的信号可以包括多种形式的信号,只要满足待充电设备能够获取充电器的当前额定输出电流值即可。
在本发明实施例中,在充电器处于待机状态时,充电器的DP端口和DM端口短接。充电器实时检测DP端口上的电压值,当检测到DP端口上的电压值高于预设电压值的时长达到预设时长时,充电器将DM端口和DP端口断开,通过DM端口向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。
在本发明一实施例中,充电器实时检测DP端口上的电压值。当待充电设备与充电器连接时,待充电设备向充电器发送信号,例如发送询问信号或使能信号的方式,使得充电器的DP端口上的电压升高。当DP端口上的电压升高到Vth的时长达到预设时长时,充电器将短接的DP端口和DP端口断开,并通过DM端口向待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。
待充电设备在接收到充电器发送的保函当前额定输出电流值的信号后,可以获取充电器的当前额定输出电流值,以执行步骤S102。充电器向待充电设备发送的信号可以包括多种形式的信号,只要满足待充电设备能够获取充电器的当前额定输出电流值即可。
在本发明一实施例中,充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号为一定占空比的第一PWM波。在充电器中设置PWM生成装置,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,将充电器的当前额定输出电流值转换成对应占空比的第一PWM波,并将第一PWM波发送至待充电设备。
在本发明一实施例中,充电器中设置的PWM波生成装置包括比较器以及锯齿波发生器。比较器通过比较两个输入端输入的电压值,输出对应的高电平或低电平。根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取充电器的当前额定输出电流值对应的第一PWM波的占空比。锯齿波发生器生成锯齿波并输入到比较器的第一输入端,在比较器的第二端输入电压值V1,通过对相同时刻V1与锯齿波对应的电压值进行比较,输出高电平或低电平。通过调整电压值V1,即可通过比较器产生对应占空比的第一PWM波。
在本发明一实施例中,可以预先建立电压值V1与PWM波占空比的对应关系,例如,电压值V1=1.6V时对应的PWM波占空比为80%,电压值V1=1.2V时对应的PWM波占空比为60%等,由此,在获取到当前充电器的额定输出电流值对应的第一PWM波的占空比为80%时,比较器的第二输入端输入的电压值V1=1.6V,从而生成占空比为80%的第一PWM波。
在本发明其他实施例中,充电器中的PWM波生成装置也可以是其他能够生成PWM波的装置,此处不做赘述。
可以在待充电设备端设置PWM波接收装置,在PWM波接收装置接收到充电器发送的第一PWM波后,获取第一PWM波对应的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,即可获取充电器的当前额定输出电流值。
设定普通USB接口的最大电流承载能力为maxoutA,将maxoutA作为PWM波占空比为100%对应的电流值,充电器当前额定输出电流值为maxA,且maxA<maxoutA,则将当前额定输出电流值对应的PWM波的占空比为(max A/maxoutA)×100%。待充电设备在接收到充电器发送的PWM波后,可以获取接收到的PWM波的占空比,根据充电器端预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,即可获知充电器的当前额定输出电流值。
例如,普通USB接口的最大电流承载能力为2.5A,充电器当前额定输出电流值即额定电流值为2A,则当前额定输出电流值对应的PWM波的占空比为:2/2.5×100%=80%,即充电器向待充电设备发送占空比为80%的PWM波。待充电设备在接收到充电器发送的PWM波后,获取到PWM波的占空比为80%,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,即可获知充电器当前额定输出电流值为2A。
在本发明其他实施例中,还可以通过其他的运算方式来获取充电器当前额定输出电流值所对应的PWM波占空比,此处不做赘述。
步骤S102,根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电。
在具体实施中,待充电设备在获取到充电器的当前额定输出电流值之后,可以根据待充电设备的电路设计等因素,计算与当前额定输出电流值对应的充电电流值ICHG。
在本发明实施例中,针对待充电设备的充电方式不同,在充电器的输出电流值相同的情况下,对应的待充电设备的充电电流ICHG可以并不相同。在实际应用中,待充电设备的充电方式可以为线性充电。在待充电设备的充电方式为线性充电时,ICHG与充电器的输出电流值相等。
在获取到充电器的额定输出电流值对应的充电电流值ICHG之后,可以将ICHG与待充电设备的预设充电电流值I0进行比较。当ICHG>I0时,可以将待充电设备的预设充电电流调整为ICHG或略小于ICHG,并以ICHG或略小于ICHG的电流值进行充电,从而实现快速充电。当ICHG≤I0时,可以以ICHG或略小于ICHG的电流值进行充电,从而保护充电器,并在尽可能的情况下快速充电。
由此可见,待充电设备通过获取充电器的当前额定输出电流值,对充电电流进行调整,而不是仅以固定的预设充电电流值进行充电,在充电器的当前额定输出电流值对应的充电电流值大于待充电设备的固定的充电电流时,调整待充电设备的充电电流,使得调整后的充电电流值大于固定的预设充电电流值,可以充分利用充电器的额定输出电流,从而实现快速充电。
步骤S103,向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
在本发明实施例中,在充电过程中,电池的电压值可以随着充电时长而发生变化。待充电设备可以实时获取电池的当前电压值,并向充电器发送表示电池当前电压值的信号。充电器在接受到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号后,可以获取电池当前电压值。
在本发明一实施例中,待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号为一定占空比的第二PWM波。在待充电设备中设置PWM波生成装置,根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,通过PWM波生成装置将电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波,并将第二PWM波发送至充电器。在本发明其他实施例中,待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号还可以为其他形式的信号,此处不做赘述。
在本发明一实施例中,待充电设备中设置的PWM生成装置包括比较器。比较器通过比较两个输入端输入的电压值,输出对应的高电平或低电平。根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取电池当前电压值对应的第二PWM波的占空比。比较器的第一输入端输入锯齿波,第二输入端输入一个对应的电压值V2,通过对相同时刻V2于锯齿波对应的电压值进行比较,输出高电平或低电平。通过调整电压值V2,即可通过比较器产生对应占空比的第二PWM波。
在本发明一实施例中,可以预先建立电压值V2与PWM波占空比的对应关系,例如,电压值V2=1.4V时对应的PWM波占空比为70%,电压值V2=1.2V时对应的PWM波占空比为60%等,由此,在获取到待充电设备电池当前电压值对应的第二PWM波的占空比时,比较器的第二输入端输入预设的电压值V2=1.4V,从而生成占空比为70%的第二PWM波。
例如,针对手机等移动终端,使用的锂电池或者其他类型的电池的电压一般都不会超过5V,一般为4.2V或4.35V。在正常工作时,电池的最低电压一般不会低于3V。设定5V对应的PWM波占空比为100%,3V对应的PWM波占空比为20%,则电池当前电压值VBAT对应的PWM波占空比为Duty=(VBAT-3)/(5-3)*80%+20%。
电池当前电压值为VBAT=4V,则电池当前电压值对应的PWM波占空比为Duty=(4-3)/(5-3)*80%+20%=60%。根据预设的电压值V1与PWM波占空比的对应关系可知,V1=1.2V时比较器产生占空比为60%的PWM波,因此,比较器的第二输入端输入1.2V,从而可以产生占空比为60%的第二PWM波,并发送至充电器。
充电器可以通过PWM波接收装置接收待充电设备发送的第二PWM波,并获取到第二PWM波的占空比为60%。根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,充电器可以获知待充电设备的电池当前电压值为4V。
可以理解的是,电池当前电压值与PWM波占空比的对应关系并不仅限于本发明上述实施例中提供的对应关系,还可以存在其他形式的对应关系,此处不做赘述。
下面对充电器根据电池当前电压值,调整输出电压的操作步骤进行描述。
充电器在获取到电池当前电压值后,可以将获取到的电池的当前电压值与预设的电压差值进行相加运算,得到的和值作为调整后的充电器输出电压,即调整后的充电器的输出电压为电池的当前电压值与预设的电压差值之和。
在本发明实施例中,预设的电压差值可以是预先测量得到的,其含义可以时:能够满足充电器输出额定电流时充电器的输出电压值VBUS与电池电压值VBAT之间的差值。在实际应用中,预设的电压差值可以为0.4V~0.6V之间,也可以为其他值。在本发明一实施例中,预设的电压差值为0.5V。
例如,充电器获知待充电设备的电池当前电压值为4V,预设的电压差值为0.5V,则调整后的充电器的输出电压值为4.5V,即充电器以4.5V的电压进行输出。
以待充电设备采用线性充电方式为例,现有技术中,设定充电器的输出电压值为5V,输出电流值为1A,即充电器的输出功率为5W。待充电设备的电池当前电压值为3.2V,线性充电方式中,待充电设备电流的输入电流可以与充电器的输出电流相等,即待充电设备的电池的输入电流为1A,则电池的当前输入功率为3.2W。充电器的输出功率与电池的当前输入功率之间的差值为5W-3.2W=1.8W,即有1.8W的能量被浪费。
而采用本发明实施例中的方法,电池当前电压值为3.2V,待充电设备向充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得充电器获知电池当前电压值为3.2V,将电池当前电压值与预设的电压差值相加,预设的电压差值为0.5V,则得到调整后的充电器输出电压为3.7V,充电器的输出电流保持不变,仍为1A,则充电器的输出功率为3.7W,电池的当前输入功率为3.2W,充电器的输出功率值与电池的当前输入功率之间的差值为3.7W-3.2W=0.5W,即仅有0.5W的能量被浪费。相比于现有技术中的1.8W的能量被浪费,本发明实施例大大减少了充电电路在充电过程中的功率损耗。
由此可见,充电器通过接收待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号,获取电池的当前电压值,根据电池当前电压值对输出电压进行调整,而不是以固定的电压进行输出。在充电过程中,充电器的输出电压随电池电压改变而改变,在充电器的输出电流不变的情况下,降低充电器的输出电压,可以使得充电器的输出电压与电池的电压值之间的差值降低,从而可以减少在充电电路在充电过程中的功率损耗。
参照图2,本发明实施例还提供了一种待充电装置20,包括:获取单元201、调整单元202、充电单元203以及发送单元204,其中:
获取单元201,用于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值;
调整单元202,用于根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值;
充电单元203,用于采用所述调整单元调整后的充电电流值进行充电;
发送单元204,用于向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器输出与所述电池当前电压值对应的电压。
在具体实施中,所述获取单元201可以用于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的第一PWM波信号时,获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取所述充电器的当前额定输出电流值。
在具体实施中,所述调整单元202可以用于:
根据所述充电器的当前额定输出电流值以及所述充电器的当前输出电压值,计算所述充电器的当前输出功率值;
根据所述待充电设备中的电源转换电路的电源转换效率,计算输入到所述待充电设备的有效输入功率;
根据所述待充电设备的有效输入功率以及所述待充电设备中的电源转换电路的电压值,计算所述当前额定输出电流值对应的充电电流值,并将所述预设充电电流值调整为所述对应的充电电流值。
在具体实施中,所述调整单元202可以用于将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
在具体实施中,所述发送单元204可以用于向所述充电器发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应,使得所述充电器根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取所述电池当前电压值,并根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
在具体实施中,所述待充电设备包括以下至少一种:移动终端、充电宝。
参照图3,本发明实施例还提供了一种待充电设备30,包括:PWM检测电路301、控制器302、充电电路303、电池304以及PWM控制电路305,其中:
PWM检测电路301,适于接收充电器发送的第一PWM波,并获取所述第一PWM波的占空比。
在本发明实施例中,在充电过程中,充电器可以根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,将当前额定输出电流值转换成对应占空比的第一PWM波,并发送至待充电设备30。
例如,充电器当前额定输出电流值为2A,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系可知,2A对应的PWM波占空比为80%,则充电器可以向待充电设备30发送占空比为80%的第一PWM波。
待充电设备30通过PWM检测电路301来检测第一PWM波的占空比,并发送至控制器302。
在本发明实施例中,PWM检测电路301可以包括采样电路,通过采样电路对第一PWM波进行采样,从而可以获取第一PWM波的占空比。在本发明一实施例中,采样电路包括ADC电路,ADC电路在接收到第一PWM波后,即可获取接收到的第一PWM波对应的占空比。
在本发明另一实施例中,采样电路包括高频时钟电路,通过高频时钟产生高频脉冲,对第一PWM波的高电平和低电平进行脉冲技术。根据高电平对应的脉冲数以及低电平对应的脉冲数,即可获知第一PWM波的占空比。采样电路还可以为其他电路,只要满足可以获取第一PWM波的占空比即可,此处不做赘述。
在本发明实施例中,PWM检测电路301也可以包括第一低通滤波器以及ADC电路,通过第一低通滤波器对接收到的第一PWM波进行滤波处理,将第一PWM波转换成对应电压值的直流信号,通过ADC电路获取直流信号对应的电压值,并将获取到的电压值发送至控制器302。
参照图4,给出了本发明实施例中的一种PWM检测电路的结构示意图,包括:第一低通滤波器以及ADC电路,第一低通滤波器由电阻R1和电容C1组成。下面通过举例对本发明实施例中的PWM检测电路的工作流程进行说明。
充电器的当前额定输出电流值为2A,对应的第一PWM波的占空比为80%。第一PWM波的高电平为3V,低电平为0V,第一PWM波经过第一低通滤波器滤波后,转换成电压值为3V×80%=2.4V的直流信号,ADC电路采集到当前输入的直流信号的电压值为2.4V,即可获知第一PWM波的占空比为80%。
在本发明实施例中,第一低通滤波器可以为一阶低通滤波器,也可以为二阶低通滤波器或其他类型的低通滤波器。例如,在本发明一实施例中,采用一阶低通滤波器作为第一低通滤波器,对接收到的第一PWM波进行滤波处理。而在本发明另一实施例中,则采用二阶低通滤波器作为第一低通滤波器。
控制器302,适于根据所述第一PWM波的占空比,获取与所述占空比对应的所述充电器的当前额定输出电流值,并根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并向所述充电电路303发送控制指令。
在本发明实施例中,控制器302在接收到PWM检测电路发送的第一PWM波的占空比后,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,即可获取第一PWM波对应的电流值,即充电器的当前额定输出电流值。
控制器302在获取到充电器的当前额定输出电流值后,可以对待充电设备的预设充电电流进行调整,在对待充电设备的预设充电电流进行调整后,向充电电路303发送控制指令。
在本发明实施例中,对应于采用线性充电方式的待充电设备,控制器在获取到充电器的当前额定输出电流值后,可以将待充电设备的预设充电电流I0调整为充电器的当前额定输出电流值IVBUS,即调整后的充电电流值为IVBUS。
充电电路303,适于根据所述控制指令,产生与调整后的充电电流值对应的电流并输入至所述电池304。
在本发明实施例中,在接收到控制器302发送的控制指令后,充电电路303产生与调整后的充电电流值对应的电流,并输入到电池304中,从而实现为电池充电。
例如,调整后的充电电流为1.6A,则充电电路303产生1.6A的电流,并输入电池中,从而实现为电池充电,即电池的充电电流为1.6A。
可以理解的是,在本发明实施例中,也可以直接通过PWM检测电路301获取第一PWM波的占空比,以获取充电器的当前额定输出电流值。在待充电设备采用线性方式进行充电时,PWM检测电路301可以直接将充电器的当前额定输出电流值发送至充电电路,以控制充电电路303输出与充电器当前额定输出电流值相等的电流,为电池304进行充电。
在本发明一实施例中,充电器通过充电器的DP端口向待充电设备发送第一PWM波,PWM检测电路与待充电设备充电接口的DP端口连接,接收充电器发送的第一PWM波。
PWM控制电路305,适于获取电池当前电压值,根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,将所述电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波,并发送至所述充电器。
在具体实施中,PWM控制电路305可以包括比较器以及锯齿波发生器,比较器通过比较两个输入端输入的电压值,输出对应的高电平或低电平。根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取电池当前电压值对应的第二PWM波的占空比。比较器的第一输入端输入锯齿波,第二输入端输入一个对应的电压值V2,通过对相同时刻电压值V2与锯齿波对应的电压值进行比较,输出高电平或低电平。通过调整电压值V2,即可通过比较器产生对应占空比的第二PWM波。
参照图5,给出了本发明实施例中的一种PWM控制电路305的结构示意图,包括比较器A2以及锯齿波发生器。锯齿波发生器与比较器A2的“-”输入端耦接,产生锯齿波后,将锯齿波发送至比较器A2。比较器A2的“+”输入端输入额定电流值对应的电压值信号,通过比较器A2即可生成第二PWM波。
在本发明一实施例中,可以预先建立电压值V2与PWM波占空比的对应关系,例如,电压值V2=1.2V时对应的PWM波占空比为60%,电压值V2=1.4V时对应的PWM波占空比为70%等,由此,在获取到电池当前电压值对应的第二PWM波的占空比为60%时,比较器的第二输入端输入的电压值V2=1.2V,从而生成占空比为60%的第二PWM波,并将第二PWM波发送至充电器。
例如,电池当前电压值为VBAT=4V,则电池当前电压值对应的PWM波占空比为Duty=(VBAT-3)/(5-3)*80%+20%。根据预设的电压值V1与PWM波占空比的对应关系可知,V2=1.2V时比较器产生占空比为60%的PWM波,因此,比较器的第二输入端输入V2=1.2V,从而可以产生占空比为60%的第二PWM波,并发送至充电器。
在本发明一实施例中,PWM检测电路301设置在待充电设备中,与待充电设备充电接口的DM端口连接,接收充电器通过充电器的DM端口输出的第一PWM波。PWM控制电路305设置在待充电设备中,与待充电设备充电接口的DP端口连接,通过DP端口向充电器发送表示电池当前电压值的信号,即通过DP端口向充电器发送第二PWM波。
在本发明实施例中,充电器和待充电设备通过USB连接线连接,以实现电力传输和信息传输,而USB连接线存在一定的阻值。因此,本发明上述实施例中,预设的电压差值为固定值时可能无法满足实际的应用需求。此外,还存在待充电设备中的线性充电管的压降较小,即使将预设的电压差值降低也可以满足实际的应用的需求。
因此,为解决上述问题,本发明实施例在上述待充电设备的基础上,增加了缩放电路306,对待充电设备获取到的电池当前电压值进行缩小或放大,从而使得充电器能够输出对应的电压值。
例如,电池当前电压值为4V,从本发明上述实施例中可知,4V对应的第二PWM波的占空比为60%。充电器获取到第二PWM波的占空比为60%,从而可以获知电池当前电压值为4V,充电器中预设的电压差值为0.5V,则充电器的输出电压应为4.5V。
然而,由于存在连接线电阻的影响,充电器与电池之间的电压差值实际上为0.6V,即充电器应输出4.6V的电压。但是,充电器中设置的电压差值为0.5V,因此充电器的输出电压为4.5V,从而无法充分利用充电器的输出能力。
通过缩放电路306将电池当前电压值放大至4.1V,则PWM控制电路305接收到的电池当前电压值为4.1V,生成占空比为64%的第二PWM波并发送至充电器。充电器获取到第二PWM波的占空比为64%,与预设的电压差值相加,得到的输出电压值应为4.1V+0.5V=4.6V,由此可见,可以实现充分利用充电器的输出能力。
又如,电池当前电压值为4V,从本发明上述实施例中可知,4V对应的第二PWM波的占空比为60%。充电器获取到第二PWM波的占空比为60%,从而可以获知电池当前电压值为4V,充电器中预设的电压差值为0.5V,则充电器的输出电压应为4.5V。
然而,由于待充电设备中的线性充电管的压降较小,充电器与电池之间的电压差值实际上为0.4V,即充电器应输出4.4V的电压。但是,充电器中设置的电压差值为0.5V,因此充电器的输出电压为4.5V,从而造成能量的浪费。
通过缩放电路306将电池当前电压值缩小至3.9V,则PWM控制电路305接收到的电池当前电压值为3.9V,生成占空比为56%的第二PWM波并发送至充电器。充电器获取到第二PWM波的占空比为56%,与预设的电压差值相加,得到的输出电压值应为3.9V+0.5V=4.4V,由此可见,采用上述方法可以有效避免能量的浪费。
在本发明实施例中,在缩放电路与待充电设备的电池之间,还可以设置第二低通滤波器307,对缩放电路获取到的电池当前电压信号进行低通滤波处理,使得缩放电路获取到的电池的当前电压平稳。
本发明实施例还提供了另一种待充电设备的充电方法,参照图6,以下通过具体步骤进行详细说明。
步骤S601,当接收到表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述当前额定输出电流值。
在具体实施中,表示当前额定输出电流值的信号可以为第一PWM波,第一PWM波的占空比与当前额定输出电流值对应。可以获取第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,即可获取当前额定输出电流值。
在本发明实施中,获取当前额定输出电流值的具体过程可以参照本发明上述实施例中的步骤S101,此处不做赘述。
步骤S602,根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电。
在具体实施中,在待充电设备的充电方式为线性充电时,可以将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
在本发明实施例中,调整待充电设备的充电电流值的具体过程可以参照步骤S102,此处不做赘述。
步骤S603,发送表示电池当前电压值的信号。
在具体实施中,表示电池当前电压值的信号可以为第二PWM波,第二PWM波的占空比与电池当前电压值对应。将电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波的具体流程可以参照本发明上述实施例中的步骤S103,此处不做赘述。
本发明实施例提供了一种待充电装置,可以参照图2,包括:
获取单元,用于当接收到表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述当前额定输出电流值;
调整单元,用于根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值;
充电单元,用于采用所述调整单元调整后的充电电流值进行充电;
发送单元,用于发送表示电池当前电压值的信号。
在具体实施中,所述获取单元可以用于当接收到表示当前额定输出电流值的第一PWM波信号时,获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取所述当前额定输出电流值。
在具体实施中,所述调整单元可以用于:根据所述当前额定输出电流值以及所述当前输出电压值,计算当前输出功率值;
根据所述待充电设备中的电源转换电路的电源转换效率,计算输入到所述待充电设备的有效输入功率;
根据所述待充电设备的有效输入功率以及所述待充电设备中的电源转换电路的电压值,计算所述当前额定输出电流值对应的充电电流值,并将所述预设充电电流值调整为所述对应的充电电流值。
在具体实施中,所述调整单元可以用于将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
在具体实施中,所述发送单元可以用于发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应。
本发明实施例还提供了一种待充电设备,可以参照图3,包括:PWM检测电路、控制器、充电电路、电池以及PWM控制电路,其中:
所述PWM检测电路,适于接收第一PWM波,并获取所述第一PWM波的占空比,所述第一PWM波的占空比与所述当前额定输出电流值对应;
所述控制器,适于根据所述第一PWM波的占空比,获取与所述占空比对应的所述当前额定输出电流值,并根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并向所述充电电路发送控制指令;
所述充电电路,适于根据所述控制指令,产生与调整后的充电电流值对应的电流并输入至所述电池;
所述PWM控制电路,适于根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,将所述待充电设备的电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波并发送。
在具体实施中,所述PWM检测电路可以包括:采样电路,适于对所述第一PWM波进行采样,以获取所述第一PWM波的占空比。
在具体实施中,所述PWM检测电路包括:第一低通滤波器;与所述第一低通滤波器耦接的ADC电路或高频时钟电路。
在具体实施中,所述采样电路包括ADC电路。
在具体实施中,所述PWM控制电路包括:比较器;与所述比较器耦接的锯齿波发生器。
参照图7,本发明实施例还提供了一种充电***70,包括充电器701和待充电设备702,其中:
所述充电器701,适于当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时,获取所述待充电设备的电池当前电压值,根据所述电池当前电压值,调整充电器的输出电压;以及,向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号;
所述待充电设备702,适于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值,根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;以及,向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器输出与所述电池当前电压值信号对应的电压。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (32)
1.一种待充电设备的充电方法,其特征在于,包括:
当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值;
根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;
向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
2.如权利要求1所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,
所述充电器发送的信号为第一PWM波,所述第一PWM波的占空比与所述充电器的当前额定输出电流值对应;
所述获取所述充电器当前额定输出电流值,包括:获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与占空比的对应关系,获取所述充电器的当前额定输出电流值。
3.如权利要求1所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,所述根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,包括:将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述充电器的当前额定输出电流值。
4.如权利要求1所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,所述待充电设备包括以下至少一种:移动终端、充电宝。
5.如权利要求1所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,所述向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压,包括:
向所述充电器发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应,使得所述充电器根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取所述待充电设备的电池当前电压值,并根据所述电池当前电压值调整输出电压。
6.一种待充电装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值;
调整单元,用于根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值;
充电单元,用于采用所述调整单元调整后的充电电流值进行充电;
发送单元,用于向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
7.如权利要求6所述的待充电装置,其特征在于,所述获取单元用于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的第一PWM波信号时,获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与占空比的对应关系,获取所述充电器的当前额定输出电流值。
8.如权利要求6所述的待充电装置,其特征在于,所述调整单元用于将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
9.如权利要求6所述的待充电装置,其特征在于,所述发送单元用于向所述充电器发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应,使得所述充电器根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,获取所述电池当前电压值,并根据所述电池当前电压值,调整输出电压。
10.如权利要求6所述的待充电装置,其特征在于,所述待充电设备包括以下至少一种:移动终端、充电宝。
11.一种待充电设备,其特征在于,包括:PWM检测电路、控制器、充电电路、电池以及PWM控制电路,其中:
所述PWM检测电路,适于接收充电器发送的第一PWM波,并获取所述第一PWM波的占空比;
所述控制器,适于根据所述第一PWM波的占空比,获取与所述占空比对应的所述充电器的当前额定输出电流值,并根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并向所述充电电路发送控制指令;
所述充电电路,适于根据所述控制指令,产生与调整后的充电电流值对应的电流并输入至所述电池;
所述PWM控制电路,适于获取电池当前电压值,根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,将所述电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波,并发送至所述充电器。
12.如权利要求11所述的待充电设备,其特征在于,所述PWM检测电路包括:采样电路,适于对所述第一PWM波进行采样,以获取所述第一PWM波的占空比。
13.如权利要求12所述的待充电设备,其特征在于,所述采样电路包括ADC电路。
14.如权利要求11所述的待充电设备,其特征在于,所述PWM检测电路包括:第一低通滤波器;与所述第一低通滤波器耦接的ADC电路或高频时钟电路。
15.如权利要求14所述的待充电设备,其特征在于,所述第一低通滤波器包括以下任意一种:一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。
16.如权利要求11所述的待充电设备,其特征在于,还包括:第二低通滤波器,适于对电池当前电压信号进行低通滤波处理,并将经过滤波的电池电压信号发送至所述PWM控制电路。
17.如权利要求16所述的待充电设备,其特征在于,还包括:缩放电路,设置在所述第二低通滤波器与所述PWM控制电路之间,适于对所述电池当前电压值进行缩小或放大。
18.一种待充电设备的充电方法,其特征在于,包括:
当接收到表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述当前额定输出电流值;根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;
发送表示电池当前电压值的信号。
19.如权利要求18所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,所述表示当前额定输出电流值的信号为第一PWM波,所述PWM波的占空比与所述当前额定输出电流值对应;
所述获取所述当前额定输出电流值,包括:获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取所述当前额定输出电流值。
20.如权利要求18所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,所述根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,包括:将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
21.如权利要求18所述的待充电设备的充电方法,其特征在于,所述发送表示电池当前电压值的信号,包括:发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应。
22.一种待充电装置,其特征在于,包括:获取单元,用于当接收到表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述当前额定输出电流值;
调整单元,用于根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值;
充电单元,用于采用所述调整单元调整后的充电电流值进行充电;
发送单元,用于发送表示电池当前电压值的信号。
23.如权利要求22所述的待充电装置,其特征在于,所述获取单元用于当接收到表示当前额定输出电流值的第一PWM波信号时,获取所述第一PWM波的占空比,根据预设的电流值与PWM波占空比的对应关系,获取所述当前额定输出电流值。
24.如权利要求22所述的待充电装置,其特征在于,所述调整单元用于将所述待充电设备的预设充电电流值调整为所述当前额定输出电流值。
25.如权利要求22所述的待充电装置,其特征在于,所述发送单元用于发送第二PWM波,所述第二PWM波的占空比与所述电池当前电压值对应。
26.一种待充电设备,其特征在于,包括:PWM检测电路、控制器、充电电路、电池以及PWM控制电路,其中:
所述PWM检测电路,适于接收第一PWM波,并获取所述第一PWM波的占空比,所述第一PWM波的占空比与所述当前额定输出电流值对应;
所述控制器,适于根据所述第一PWM波的占空比,获取与所述占空比对应的所述当前额定输出电流值,并根据所述当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并向所述充电电路发送控制指令;
所述充电电路,适于根据所述控制指令,产生与调整后的充电电流值对应的电流并输入至所述电池;
所述PWM控制电路,适于根据预设的电压值与PWM波占空比的对应关系,将所述待充电设备的电池当前电压值转换成对应占空比的第二PWM波并发送。
27.如权利要求26所述的待充电设备,其特征在于,所述PWM检测电路包括:采样电路,适于对所述第一PWM波进行采样,以获取所述第一PWM波的占空比。
28.如权利要求27所述的待充电设备,其特征在于,所述采样电路包括ADC电路。
29.如权利要求26所述的待充电设备,其特征在于,所述PWM检测电路包括:第一低通滤波器;与所述第一低通滤波器耦接的ADC电路或高频时钟电路。
30.如权利要求29所述的待充电设备,其特征在于,所述第一低通滤波器包括以下任意一种:一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。
31.如权利要求26所述的待充电设备,其特征在于,所述PWM控制电路包括:比较器;与所述比较器耦接的锯齿波发生器。
32.一种充电***,其特征在于,包括:充电器以及待充电设备,其中:
所述待充电设备,适于当接收到充电器发送的表示当前额定输出电流值的信号时,获取所述充电器的当前额定输出电流值,根据所述充电器的当前额定输出电流值,调整所述待充电设备的预设充电电流值,并以调整后的充电电流值进行充电;以及,向所述充电器发送表示电池当前电压值的信号,使得所述充电器输出与所述电池当前电压值信号对应的电压;
所述充电器,适于当接收到待充电设备发送的表示电池当前电压值的信号时,获取所述待充电设备的电池当前电压值,根据所述电池当前电压值,调整充电器的输出电压;以及,向所述待充电设备发送表示当前额定输出电流值的信号。
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